python笔记3
目录
1、顺序结构
2、选择结构
3、多个条件的链接
4、模式匹配
5、循环结构
1、遍历for循环
1. 遍历列表
2. 遍历字符串
3. 遍历范围
4. 遍历字典
5. 遍历集合
2、无限while循环
3、break在循环中的使用
4、continue在循环中的使用
5、空语句pass
6、使用while循环模拟用户登录
7、嵌套循环打印出长方形、三角形、棱形和空心棱形
打印长方形：
打印三角形：
打印棱形：
打印空心棱形：
1、顺序结构
在Python中，顺序结构是一种基本的程序执行结构，它按照代码的书写顺序一步一步执行。下面是一个简单的Python代码示例，展示了顺序结构的基本原理：
# 获取用户输入的数值 a
a = float(input("Enter a number: "))
# 获取用户输入的数值 b
b = float(input("Enter another number: "))
# 计算 a + b 的结果，得到 sum
sum_result = a + b
# 输出 sum 的值
print("The sum is:", sum_result)
在这个例子中，代码依次执行以下步骤：
- 使用
input函数获取用户输入的数值 a。 - 使用
input函数获取用户输入的数值 b。 - 计算 a + b 的结果，并将结果存储在变量
sum_result中。 - 使用
print函数输出sum_result的值。
这就是典型的顺序结构，每个语句按照它们在代码中的出现顺序被依次执行。在Python中，没有显式的结束语句，而是通过缩进来表示代码块。缩进的级别决定了代码的嵌套结构。
2、选择结构
选择结构是编程中常见的控制结构之一，它允许根据某个条件选择性地执行不同的代码块。在Python中，最常见的选择结构是使用 if 语句。
以下是一个简单的Python代码示例，展示了选择结构的使用：
# 获取用户输入的数值
number = int(input("Enter a number: "))
# 判断数值的正负性并输出对应的信息
if number > 0:
print("The number is positive.")
elif number < 0:
print("The number is negative.")
else:
print("The number is zero.")
在这个例子中，if 语句用于根据用户输入的数值执行不同的代码块：
- 如果
number大于 0，则执行第一个print语句，输出 "The number is positive."。 - 如果
number小于 0，则执行elif（else if）语句下的print语句，输出 "The number is negative."。 - 如果上述条件都不满足，则执行
else语句下的print语句，输出 "The number is zero."。
这种选择结构允许程序根据不同的条件执行不同的代码，从而使程序更加灵活和适应不同的情况。
除了 if、elif、else 的基本结构，Python还支持嵌套的选择结构，可以在一个条件语句内部包含另一个条件语句，形成更复杂的逻辑判断。
嵌套 if 是指在一个 if 语句的代码块内部包含另一个 if 语句。这种结构允许在某个条件成立时进一步进行更详细的条件判断。以下是一个简单的例子：
# 获取用户输入的数值
number = int(input("Enter a number: "))
# 判断数值的正负性和奇偶性并输出对应的信息
if number > 0:
print("The number is positive.")
# 如果数值为正，进一步判断奇偶性
if number % 2 == 0:
print("The positive number is even.")
else:
print("The positive number is odd.")
elif number < 0:
print("The number is negative.")
else:
print("The number is zero.")
在这个例子中，如果用户输入的数值为正数，首先输出 "The number is positive."，然后在嵌套的 if 语句中判断该正数是奇数还是偶数，并输出相应的信息。
嵌套 if 结构的缩进表示，内部的 if 语句相对于外部的 if 语句是缩进的。在Python中，缩进是非常重要的，它决定了代码块的范围。请确保使用一致的缩进风格，以避免引起语法错误。
尽管嵌套 if 结构在某些情况下可以提供更复杂的逻辑判断，但在设计时要注意保持代码的可读性，避免过度嵌套，以免使代码难以理解和维护。
3、多个条件的链接
在Python中，可以使用逻辑运算符将多个条件链接在一起，以构建更复杂的条件判断。主要的逻辑运算符包括 and、or 和 not。
and 运算符： 如果两个条件都为 True，整个表达式才为 True。
# 示例：同时判断两个条件
if condition1 and condition2:
# 执行某些代码
or 运算符： 如果两个条件中至少有一个为 True，整个表达式就为 True。
# 示例：判断两个条件中至少有一个成立
if condition1 or condition2:
# 执行某些代码
not 运算符： 用于取反，将 True 变为 False，将 False 变为 True。
# 示例：判断条件的相反情况
if not condition:
# 执行某些代码
以下是一个综合运用多个条件链接的例子：
# 获取用户输入的年龄和性别
age = int(input("Enter your age: "))
gender = input("Enter your gender (M/F): ")
# 判断年龄和性别是否满足某个条件
if age >= 18 and gender == 'M':
print("You are an adult male.")
elif age < 18 and gender == 'F':
print("You are a female minor.")
else:
print("You do not meet the specified conditions.")
在这个例子中，使用了 and 和 or 运算符来组合多个条件，以便更灵活地判断不同情况。这种方式使得可以根据用户的年龄和性别输出不同的信息。
4、模式匹配
在Python中，模式匹配是指使用 match 语句进行结构化的条件匹配。Python 3.10 版本引入了 match 语句，它提供了一种更直观、更强大的方式来进行条件匹配。与传统的 if、elif、else 结构相比，match 语句更适用于处理多个可能的模式。
以下是一个简单的 match 语句的例子，使用 match 语句匹配不同的数据类型：
# 定义不同类型的数据
data = [1, "hello", 3.14, True, None]
# 使用 match 语句进行模式匹配
for item in data:
match item:
case int:
print(f"Found an integer: {item}")
case str:
print(f"Found a string: {item}")
case float:
print(f"Found a float: {item}")
case bool:
print(f"Found a boolean: {item}")
case None:
print("Found None")
case _:
print("Found an item of unknown type")
在这个例子中，我们遍历一个包含不同数据类型的列表，使用 match 语句根据数据的类型进行匹配。每个 case 表达式都匹配特定的数据类型，最后的 case _: 是一个通配符，用于匹配任何未被前面模式匹配的情况。
5、循环结构
循环结构在编程中用于重复执行一段代码块，直到满足某个条件为止。在Python中，有两种常见的循环结构：for 循环和 while 循环。
1、遍历for循环
当使用 for 循环遍历时，你可以对可迭代对象中的每个元素执行一段代码。下面是一些示例，演示如何使用 for 循环进行遍历：
1. 遍历列表
fruits = ["apple", "banana", "orange"]
for fruit in fruits:
print(fruit)
这个例子中，for 循环遍历列表 fruits 中的每个水果，并打印出水果的名称。
2. 遍历字符串
message = "Hello, World!"
for char in message:
print(char)
3. 遍历范围
for i in range(5):
print(i)
在这个例子中，for 循环遍历了范围 range(5) 中的每个整数，打印出整数的值。范围可以根据需要进行调整。
4. 遍历字典
person = {"name": "John", "age": 30, "city": "New York"}
for key, value in person.items():
print(f"{key}: {value}")
在这个例子中，for 循环遍历字典 person 中的每一对键值对，并打印出键和对应的值。
5. 遍历集合
unique_numbers = {1, 2, 3, 4, 5}
for num in unique_numbers:
print(num)
在这个例子中，for 循环遍历集合 unique_numbers 中的每个唯一的数字，并打印出数字。
2、无限while循环
无限循环是一种不会自动停止的循环，通常需要通过某种条件手动终止。在 Python 中，你可以使用 while True 来创建一个无限循环。以下是一个简单的示例：
while True:
print("This is an infinite loop")
# 在适当的条件下，使用 break 语句退出循环
user_input = input("Do you want to exit? (yes/no): ")
if user_input.lower() == "yes":
break
在这个例子中，while True 创建了一个无限循环，不断打印消息。然后，通过接收用户输入，当用户输入 "yes" 时，使用 break 语句退出循环，从而结束无限循环。
请注意，无限循环需要在适当的时候终止，否则程序将一直执行下去。在实际应用中，通常会根据某个条件来判断是否需要终止循环。
3、break在循环中的使用
break 语句用于终止循环，即使循环条件仍然为真。它常用于循环中的某个条件满足时提前退出循环。以下是一个简单的例子：
# 使用 break 在循环中提前退出
for i in range(5):
if i == 3:
print("Breaking the loop at i =", i)
break
print(i)
在这个例子中，当 i 的值等于 3 时，break 被执行，导致提前退出循环。输出将是：
0
1
2
Breaking the loop at i = 3
在嵌套循环中，break 通常会终止最内层的循环。如果你希望退出外层循环，可以使用一些额外的技巧，如设置一个标志变量。以下是一个例子：
# 使用 break 终止外层循环
found = False
for i in range(3):
for j in range(3):
if i * j == 4:
found = True
break # 终止内层循环
if found:
break # 终止外层循环
print("Found at i, j =", i, j)
这里，当 i * j 的值等于 4 时，内层循环被终止，并通过设置 found 为 True 来终止外层循环。
break 的使用通常取决于具体的需求，但要注意过度使用它可能导致程序难以理解和维护。
4、continue在循环中的使用
continue 语句用于跳过循环体中余下的代码，直接进入下一次循环迭代。它通常用于在循环中某个条件满足时，跳过当前迭代，继续下一次迭代。以下是一个简单的例子：
# 使用 continue 跳过循环中的某次迭代
for i in range(5):
if i == 2:
print("Skipping iteration at i =", i)
continue
print(i)
在这个例子中，当 i 的值等于 2 时，continue 被执行，导致跳过当前迭代，直接进入下一次迭代。输出将是：
0
1
Skipping iteration at i = 2
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4
continue 可以在任何类型的循环（for 循环或 while 循环）中使用。
以下是一个在嵌套循环中使用 continue 的例子：
# 使用 continue 跳过内层循环的某次迭代
for i in range(3):
for j in range(3):
if i == j:
print(f"Skipping iteration at i = {i}, j = {j}")
continue
print(i, j)
在这个例子中，当 i 等于 j 时，内层循环中的 continue 跳过当前的内层迭代，直接进行下一次内层迭代。
continue 的使用通常根据具体需求，它可以帮助简化代码逻辑。
5、空语句pass
pass 是一个空语句，它在 Python 中用于占位，不执行任何操作。它通常用于语法上需要语句但逻辑上不需要执行任何操作的情况。以下是一个简单的例子：
for i in range(5):
if i == 2:
print("Skipping iteration at i =", i)
pass # 什么也不做，只是占位
else:
print(i)
在这个例子中，当 i 的值等于 2 时，pass 被执行，什么也不做，只是为了满足语法要求。输出将是：
0
1
Skipping iteration at i = 2
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4
pass 的使用场景包括：
- 在占位时，避免因缺少语句而引发语法错误。
- 在占位时，作为将来可能添加代码的标记。
- 在类、函数或条件语句中，当你希望保持结构的完整性，但暂时不需要执行具体的操作。
请注意，过度使用 pass 可能导致代码难以理解。因此，在使用 pass 时应确保注释或其他方式明确说明为什么使用它。
6、使用while循环模拟用户登录
当模拟用户登录时，通常会使用 while 循环等待用户提供正确的凭据。以下是一个简单的示例，演示如何使用 while 循环模拟用户登录：
# 预设正确的用户名和密码
correct_username = "user123"
correct_password = "pass456"
# 最大登录尝试次数
max_attempts = 3
# 计数器初始化
attempts = 0
# 使用 while 循环模拟用户登录
while attempts < max_attempts:
# 获取用户输入的用户名和密码
username_input = input("Enter your username: ")
password_input = input("Enter your password: ")
# 检查用户名和密码是否正确
if username_input == correct_username and password_input == correct_password:
print("Login successful!")
break # 登录成功，退出循环
else:
attempts += 1
remaining_attempts = max_attempts - attempts
print(f"Incorrect username or password. {remaining_attempts} attempts remaining.")
# 检查是否达到最大尝试次数
if attempts == max_attempts:
print(f"Too many unsuccessful login attempts. The system is now locked.")
在这个例子中，引入了 attempts 计数器来跟踪登录尝试次数。如果用户输入的用户名和密码不匹配，计数器会增加，并提示剩余尝试次数。当达到最大尝试次数时，系统将锁定。
7、嵌套循环打印出长方形、三角形、棱形和空心棱形
打印长方形：
def print_rectangle(rows, columns):
for i in range(rows):
for j in range(columns):
print("*", end=" ")
print()
# 调用函数打印长方形
print("Rectangle:")
print_rectangle(5, 7)
print("\n")
打印三角形：
def print_triangle(rows):
for i in range(1, rows + 1):
for j in range(1, i + 1):
print("*", end=" ")
print()
# 调用函数打印三角形
print("Triangle:")
print_triangle(5)
print("\n")
打印棱形：
def print_rhombus(rows):
for i in range(rows):
print(" " * (rows - i - 1) + "* " * (i + 1))
# 调用函数打印棱形
print("Rhombus:")
print_rhombus(5)
print("\n")
打印空心棱形：
def print_hollow_rhombus(rows):
for i in range(rows):
if i == 0 or i == rows - 1:
print(" " * (rows - i - 1) + "* " * (i + 1))
else:
print(" " * (rows - i - 1) + "* " + " " * (2 * i - 1) + "*")
# 调用函数打印空心棱形
print("Hollow Rhombus:")
print_hollow_rhombus(5)
这些函数分别用于打印长方形、三角形、棱形和空心棱形的图案。你可以根据需要调整行数和列数。